近二十年前,四名来自麻省理工学院的研究生围绕一个共同理念团结在一起。"我们相信编程细胞最终将比编程计算机更重要,"杰森·凯利说道。
当时这看起来是个离谱的想法。基因编辑或测试新分子等工作通常需要在实验室花费大量时间——手工混合数百种化学试剂并将其移液到培养皿中,这些任务需要耗费巨量人力。
他们认为第一步是加速这一过程。于是他们创办公司,试图用机器人取代人类实验室工作者。
凯利回忆道,早期潜在投资者并不看好。"我们靠方便面度日,在eBay上购买设备,根本无法筹集到风险投资,"他谈及创业初期的情况。
随后人工智能热潮到来。2014年,凯利记得读到了山姆·奥尔特曼的一篇博客文章,大约一年后此人创办了OpenAI。凯利回忆说,奥尔特曼在文中阐述了自动化生物技术的潜力,就像他设想自动化其他技术一样。两人开始交流。
"我当时想,兄弟,谢谢这篇博文,"凯利回忆道。"我们已经坚持了五年,却根本筹不到资金。"
最终,硅谷的资金开始涌入。
如今,凯利与昔日同学共同经营Ginkgo Bioworks公司。该公司在一座俯瞰波士顿港的建筑内设有自主实验室。凯利和他的联合创始人表示,他们正利用机器人技术和人工智能构建未来科学实验室——在这里,人类科学家监督着机器人"分身"的工作。
"移液机器人,"凯利在导览时介绍道,"我来展示一下我们的工作区域。"
实验室中排列着多台机器人,各自负责不同的科研项目。它们外表不像人类——更像是单臂机器,每台都被玻璃罩住,如同博物馆展品。房间前方的大屏幕显示着实验的彩色编码日程表及每台机器人当天的任务清单。屏幕下方,一条类似大型玩具火车轨道的传送带贯穿整个房间,将设备从一台机器人运送到另一台。
Ginkgo Bioworks在此开展多种工作,包括制药、农业和政府合同项目。当前任务包括设计更高效肥料的微生物,以及创造能生成雪或冰的蛋白质。公司在制药领域进行了大量研究。
"那个培养皿,"凯利指着一台机器人传送中的器皿说,"里面装着真正的活体细胞。"
为完成这些工作,科学家使用人工智能将实验设计转化为机器人在实验室中执行的操作指令。
近期,Ginkgo的科学家们尝试更进一步——赋予机器人科学家的身份。
"最令人震撼的时刻是我首次看到模型撰写的实验记录,"另一位创始人雷什玛·谢蒂说道。
谢蒂近期与OpenAI展开合作。通过ChatGPT,他们要求AI设计特定蛋白质。通常这类思考工作由科学家完成,如同编写食谱交由机器人执行。而现在,他们让AI自行设计"食谱"。
"我们完全不确定它能否成功合成蛋白质,"谢蒂说。
结果超出预期。相比人工操作,蛋白质合成成本降低了40%。该系统在6个月内完成了超3万次实验。他们已公布这些成果,尽管论文尚未经过同行评审。
谢蒂和凯利都强调,人类仍需为实验提供正确问题和约束条件。不过谢蒂表示,这已从根本上改变了她的科研方式。
"通常我匆忙设计实验,只为尽快完成以便在实验室进行移液和设置,"谢蒂说。
如今,她会花更多时间精心设计实验方案,让机器人能在夜间代为执行。
有人警告这些新自由伴随着新风险。斯坦福大学生物工程学者德鲁·恩迪指出,人工智能可能让缺乏科学训练的人进行目标可疑的实验。
他和同事近期发布报告,阐述人工智能如何被用于大规模生产病毒或其他生物安全威胁。
"作为研究者,我目前对AI与科学的结合感到振奋,"恩迪表示,"但我也担忧风险,包括他国潜在的生物武器计划。对此我并不乐观。"
他指出,防范这些风险的法规政策在人类能力范围内,但需在生物技术灾难或战争发生前就提前制定。
恩迪解释,迄今为止,生物技术因知识壁垒而天然隔绝了部分风险。"生物学传统上难以被普通人掌控,"他说,"AI可能略微推动这一领域向权力集中方向发展。"
无论好坏,杰森·凯利预见科学实践终将实现民主化。
"我认为会出现文化冲突,"凯利说,"当普通人也能提出科学问题时,会发生什么。"
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